初期胚発生における核ダイナミクスのイメージング

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受精や着床前初期胚では短時間のうちにダイナミックな核構造変化を遂げる。この変化は単純に胚発生という目的だけでなく、その後の特徴を決定付ける何らかのイベントに重要だと考えられる。本研究では1)マウスの卵子や初期胚において細胞を生かしたまま特定の分子などの動態を観察する分子イメージングシステムを確立する。2)そのシステムを用いて前核形成過程や雌雄クロマチンのメチル化状態、ピストンの修飾状態などを生きたまま経時観察する。3)それら通常受精卵子の観察で見られた現象が体細胞核移植胚や変異マウス胚ではどのように変化しているのかを比較することで、核のリプログラミングなどに見られる核ダイナミクスの発生における重要性と分子メカニズムに関して新しい知見を得ることを目標にしている。なお顕微鏡などの実験器具は非常に高価なものであるため、一部他の研究費で購入したものを使い相乗効果を持たせながら研究を進めている。本年度では昨年度に確立したマウス初期胚のライブセルイメージングシステムを用いて、初期胚発生におけるグローバルなDNAメチル化状態の変化をモニターした。その結果、発生が進むにつれて核内におけるメチル化DNAの配置がダイナミックに変動していることが明らかとなった。さらにメチル化DNAのイメージングを人工生殖工学技術である円形精細胞注入法で構築された胚に応用した。雄性前核において微少だが顕著なメチル化状態の昂進が見られた。また、核内におけるメチル化DNAの局在異常が観察された。観察後の胚を胚盤胞期まで培養したところ、メチル化の昂進よりも局在異常の方が発生に悪影響であることが分かった。これらの成果は論文として発表した。